新能源汽车取代燃油汽车的核心是提高性价比，所谓性价比就是里程成本比，及性能上提高续航里程，价格上降低材料成本和配套系统质量。但高能量密度电池现有的最大短板便是正极材料，目前市场主流的正极比容约为130-140mAh/g，远低于石墨负极的330-340mAh/g的比容。镍元素含量的多少，决定了正极材料的活性分子数量，以及正极材料的比容。正极材料由磷酸铁锂转向三元材料，由低镍三元转向高镍三元以及NCA发展，正是大势所趋。

 

　　今天，借着新能源汽车的东风，SMM也为大家详细梳理一下硫酸镍的产业链与未来发展前景。

 

 

　　硫酸镍的分子式是NiSO4·6H2O，可以划归于原生镍中的镍盐部分，但不等同于镍盐，镍盐包含硫酸镍。硫酸镍有无水物、六水物和七水物三种形态，商品多是六水物形态。硫酸镍按照用途可以分为电镀级硫酸镍(镍22.2%，钴0.05% max)和电池级硫酸镍(镍22.2%，钴0.4%)两类，其中电镀级占比20%，电池级占比80%。在电镀工业中，硫酸镍是电镀镍和化学镍的主要镍盐，广泛应用于机器、仪器、仪表、医疗器械、家庭用具等制造工业。电池级硫酸镍是三元材料中镍金属的来源，而三元锂电池又是目前发展势头迅猛的新能源电动汽车的动力来源。由于三元锂电池含镍的高低，直接决定电池的带电容量，因此发展高镍的三元锂电池是大势所趋。

硫酸镍的具体生产一般分为以下几种：

　　硫酸镍的主要原料有高冰镍、镍湿法中间产品、镍豆/镍粉、废镍等。硫酸镍备制路径可以分为下几种：1)硫化镍矿经过火法冶炼、常压酸浸生产出高冰镍，进而制备硫酸镍；2)红土镍矿湿法冶炼中间品，比如冶炼出氢氧化镍钴，或者通过采购氢氧化镍，将其酸浸之后制得硫酸镍；3)纯镍(比如镍板、镍豆/镍粉)经过酸溶，结晶后得到粗制硫酸镍晶体，再经溶解除杂和浓缩备制得到电池级硫酸镍晶体；4)利用红土镍矿RKEF生产镍铁，而后转炉吹炼和加压酸浸，生产出高冰镍，进而制备硫酸镍。5)以废料为原料制取硫酸镍。含镍废料中电镀废料、催化剂、电池废料和废合金等均可用于回收镍。

 

　　目前国际主流工艺还是通过硫化镍矿冶炼高冰镍和红土镍矿湿法冶炼中间品两种方法备制硫酸镍，比如国内的吉恩镍业和金川集团就采用以硫化镍矿为原料生产硫酸镍的方式。然而，这两种方式都存在一定的问题，首先是硫化镍矿这块，地球上硫化镍矿资源本来就比较稀少，目前硫化镍矿基本上都是80年代之前发现的，80年代之后几乎都没有特别大型的硫化镍矿出现。随着镍冶炼技术的发展，硫化镍矿资源处于不断衰竭的过程中，甚至因为长期的低镍价逼停了国外一些小型硫化镍矿山。所以，后期硫化镍矿冶炼硫酸镍的工艺势必将受到原料紧张的制约。再看红土镍矿这块，虽然红土镍矿资源丰富，但HPAL技术和RKEF技术投资耗时耗力，比如某HPAL工厂的投资高达120亿人民币，而且耗时6年才建成初具规模的工厂。因此，短期硫酸镍想要通过镍矿实现大规模生产的可能性较小。但是这并不是意味着硫酸镍供应存在限制，由于精炼镍和硫酸镍之间存在比较容易转换的过程，镍豆可以直接用硫酸溶解成硫酸镍，电解镍板理论上也可以生产硫酸镍，但是溶解速度过慢。据统计，全球约200多万吨的镍产品中有50%的精炼镍适合生产硫酸镍，如果采用金属镍溶解生产硫酸镍，这其中约有40万吨合适的原料，包括镍豆、镍粉。如果硫酸镍的需求增加，促使其对电解镍的溢价到达一定程度，市场就会争先出现把电解镍、镍豆注解成硫酸镍的现象。

 

硫酸镍的具体生产一般分为以下几种：

　　1、金属镍制备硫酸镍：

 

　　用硫酸溶解金属镍，结晶后得到粗制硫酸镍晶体，晶体溶解，经除杂再浓缩，得到电池级硫酸镍晶体。

 

　　2、铜电解中所含杂质镍在阳极中溶解为硫酸镍。

 

　　经除杂浓缩，得到电池级硫酸镍晶体。

 

　　3、氧化镍、氢氧化镍和碳酸镍等镍中间品溶于硫酸制得。

 

　　4、钴生产中的含镍溶液制得。

 

　　5、由含镍废料制备。

 

　　目前国外主要使用金属镍作为原料制备硫酸镍，包括加拿大、日本、韩国以及中国台湾地区等。优点是：原料纯，原料来源稳定，品质和数量有保证，杂质少，制备的硫酸镍晶体品质等级高，生产过程清洁，对环境污染最小。缺点是：生产成本高。

 

　　我国目前主要以金属镍原料外的其它方式制备硫酸镍。优点是：原料来源多样，我们贫镍尽可能全面的吸收镍原料，变废为宝，生产成本低。缺点是：生产过程不清洁，对环境影响较大，环评不易通过，需要企业有一定的实力。面对国家越来越严厉的环保要求，我国硫酸镍制备原料，有向金属镍原料转型的趋势。部分企业，已开始实操。

 

　　据盖世汽车提供的数据显示，2016年电池级硫酸镍产量为7.4万吨。2016年我国三元正极材料产量为5.43万吨，其中NCM333占比为13%，NCM532占比为76%，NCM622占比为11%，对应硫酸镍的需求为7.4万吨左右。2016年我国三元动力电池产量为8.3Gwh，所需三元正极材料为1.5万吨，其他3.9万吨三元正极材料则流向了消费电池(主要是低端)，对应约为22Gwh电池。

 

　　2017年电池级硫酸镍需求为12.6万吨，增幅70%。假设2017年动力三元增长幅度为150%，由2016年的8.3Gwh增长到20Gwh，消费电池中由于钴酸锂价格过高，更多的电池采用三元，且消费电池本身也有一定增长，预计2017年消费电池为30Gwh(增幅40%)，合计2017年三元电池总产量为55Gwh，并假设大部分切换为NCM622，对应三元正极需求为6.2万吨。这样2016年三元正极材料合计8.4万吨，需求硫酸镍为12.6万吨，增幅为70%。

 

　　2018-2019年电池级硫酸镍需求分别为16万吨、20万吨，复合增速可达30%。一方面高镍三元电池需求增长，且含镍量不断提高，1吨NCM111、NCM523、NCM522、NCM811需要硫酸镍分别为0.81吨、1.36吨、1.61吨、2.15吨，增幅可观。

 

 

　　预计2017-2019年硫酸镍总需求分别为23万、29万、36万吨。分析2015-2016年数据，电镀硫酸镍也取得了50%增长，假设后续增幅为20%左右，加上前面计算的电池级硫酸镍，预计2017-2019年需求分比为23万、29万、36万吨。

 

 

　　2017 年，全球约有 50 万吨硫酸镍产量，国内产量占 60%，海外产量占 40%。 2017 年中国硫酸镍产能为 44 万吨，硫酸镍产量 32.6 万吨，同比增长 50%，产能利用率 74%。 国内硫酸镍产量集中度高， 金川集团 5 万吨，吉恩镍业 4.5 万吨， 江门长优 5 万吨， 格林美 4 万吨以及广西银亿 3 万吨， 这五家企业产量合计占比达到 66%。海外方面， 2017年产能 24 万吨，产量约 20 万吨，产能利用率 83%。 产量包括日本住友 6.5 万吨，俄镍 5 万吨和优美科 2.5 万吨。

　　国内外硫酸镍产能扩张是存在瓶颈的。 硫酸镍被列入危险化学品目录， 所以新建的硫酸镍产能需要接受长周期的安全和环境评估，时间周期在 2-3 年。 而对于已经拥有硫酸镍产能的企业而言，这个时间可以大大缩短。硫酸镍产能投放时间平均约 10-24 个月，如果使用镍豆溶解设备，产能投放时间可缩短至6个月以内。 目前硫酸镍产能的扩张主要来自于现有生产企业。

 

　　综上所述，在新能源汽车产量的爆发式增长叠加动力电池三元材料高镍化发展趋势的双重推动下， 全球硫酸镍需求量增速能达到 34%以上。 同时，由于硫酸镍扩产存在瓶颈， 体现出产能迟滞与期限错配的效应。 预计全球硫酸镍将由供需过剩转向供需短缺。

全球硫酸镍供需平衡表（单位：万吨）

 

　　硫酸镍的环保问题

 

　　2018年5月，由由中央牵头，全国多地展开环保整治活动，镍生铁、硫酸镍等加工厂悉数受到减产、停产等影响，市场对供应紧缩普遍持紧张情绪。

 

　　2018年四月硫酸镍产量情况

 

　　2018年，国内多个省份将继续推进环保督查工作，重点停产、搬迁和整改“散乱污”工业企业，致力于区域环境质量改善和生态文明制度改革的推进，涉及到广东、江苏、山东、浙江、内蒙古多地。 其中，广东江门地区的江门长优被查出非法转移危险废物，其整治查处信息于广东省环境保护网站公示，已于5月7日当周停产，据SMM独家调研数据，4月全国硫酸镍产量终值38250实物吨，其中广东、江苏、山东产量合计8950吨，占全国份额23%。 因三元前驱体、硫酸镍产量今年以来保持较快增长，而下游电池产量增速不及上游供应扩产速度，导致三元前驱体、硫酸镍出现阶段性积累库存现象，5月开始硫酸镍价格弱势回调。

 

2018年5月环保整治对硫酸镍具体影响

三角形标注为国内镍企业受环保影响的地区

　　在此次环保整治行动中，硫酸镍影响比较多的两个城市为广东与广西。

 

 

　　5月初，国内多个省份继续推进环保督查工作，重点停产、搬迁和整改“散乱污”工业企业，致力于区域环境质量改善和生态文明制度改革的推进，涉及到广东、江苏、山东、浙江、内蒙古多地。 其中，广东地区的一家硫酸镍生产企业也最先被环保风暴掀翻在地。广东江门地区的江门长优被查出非法转移危险废物，其整治查处信息于广东省环境保护网站公示，并已于5月7日当周停产，SMM中性预估停产时间为1.5个月，该工厂占全国硫酸镍市场份额6~7%，月产2500吨。

 

 

　　据生态环境部官方微信消息，2018年6月4日，生态环境部集中约谈广西自治区玉林等市(县)党委或政府主要负责同志，要求认真对待中央环保督察整改任务，严禁表面整改，敷衍应对，得过且过，据SMM了解，广西某硫酸镍工厂停产整改，该工厂占全国硫酸镍产量10%，叠加此前江门某工厂环保整顿停产，国内硫酸镍阶段性过剩局面有望扭转，后市将逐渐开启涨势。

 

 

　　2018年5月起，国内多个省份将继续推进环保督查工作，重点停产、搬迁和整改“散乱污”工业企业，致力于区域环境质量改善和生态文明制度改革的推进，涉及到广东、江苏、山东、浙江、内蒙古多地。据SMM独家调研数据，4月全国硫酸镍产量终值38250实物吨，其中广东、江苏、山东产量合计8950吨，占全国份额23%，这部分产量有缩减风险，具体SMM保持密切跟踪。 因三元前驱体、硫酸镍产量今年以来保持较快增长，而下游电池产量增速不及上游供应扩产速度，导致三元前驱体、硫酸镍出现阶段性积累库存现象，5月开始硫酸镍价格弱势回调。如环保查严格，则短期供应过剩格局将改变，硫酸镍价格有望扭转跌势。

 

 

　　SMM调研数据，2018年9月，华南某工厂因环保及原料不足问题导致减产，间接影响9月全国硫酸镍产量环比减8.02%。9月全国硫酸镍金属量为7669吨(硫酸镍含镍22%)，实物量3.49万吨，环比减8.02%。样本企业产量3.31万吨实物。1-9月全国累计金属量6.78万吨，累计实物量30.8万吨，累计同比增37.34%。9月产量减主要来自广西地区某工厂因环保及原料供给不足问题导致产量锐减至400吨实物附近，8月产量约4000吨实物。其余工厂产出变动较小。

 

　　2018年10月，全国硫酸镍产量初值金属量8077吨，实物量3.67万吨，产量恢复主要来自广西地区，工厂10月产量计划恢复至超2000吨，但实际产量仍受制于环保督查力度。

 

 

 

　　硫酸镍主要应用于三元电池、镍氢电池以及电镀等领域。硫酸镍下游需求主要分为几个部分：一、电池领域，包括三元电池和镍氢电池，其中，三元电池用于制备NCM/NCA三元前驱体，含镍的高低决定电池材料能量的多少。二、电镀领域，是电镀镍和化学镍的主要镍盐，也是金属镍离子的来源，能在电镀过程中，离解镍离子和硫酸根离子。三、硬化油生产中，是油脂加氢的催化剂。四、医药工业用于生产维生素C中氧化反应的催化剂。五、无机工业用作生产其他镍盐如氧化镍、碳酸镍等的主要原料。六、印染工业用寻生产酞青艳蓝络合剂，用作还原染料的煤染剂。另外，还可用于生产镍镉电池等。2017年，全球硫酸镍需求约为49万吨，其中，三元电池领域需求约15万吨，镍氢电池领域需求约6万吨，电镀等其他行业需求约为28万吨，分别占比31%、12%以及54%。

 

　　三元占比提升与高镍化趋势，电池领域需求增速快，拉动需求快速增长。一、三元电池领域，考虑到双积分以及补贴退坡政策影响，预计2017~2020年，国内新能源汽车销量分别为66万辆、97万辆、138万辆以及214万辆，假设每辆车约50kWh电池容量，并且伴随高镍化趋势，计算得到2017年~2019年，动力锂电池需求约为35GWh、53GWh、76GWh，2017年~2019年，三元动力锂电池产量约为16GWh、29GWh以及48GWh，在该动力锂电池产量假设条件下，根据不同种类三元动力锂电对应的不同硫酸镍消耗量，三元电池领域对硫酸镍需求分别约为15万吨、26万吨、43万吨，2016~2019年，复合增速为68%。二、镍氢电池领域，应用形式主要是球镍。三、电镀等其他领域，以2016年硫酸镍行业供需大体平衡角度出发，保守估计全球电镀等其他领域需求为28万吨。2016~2019年全球硫酸镍需求将分别大约43万吨、50万吨、60万吨、77万吨，年均复合增速21%。

 

 

　　红土镍矿湿法冶炼中的高压酸浸HPAL法、火法冶炼中的RKEF法均因投资大且周期长，基本无新增项目，湿法冶炼中间品供给紧张，火法冶炼难以形成有效供给。鉴于环保高标准，主要新增产能在于现有生产商扩产，2018[杨波2] ~2019年，新增产能分别约为15万吨和9万吨，预计2018~2019年供给量不到60万吨，约72万吨，近3年复合增速为18%。需求端方面，三元电池占比迅速提升与高镍化发展趋势，电池领域需求增速快，镍氢电池低速增长，电镀等领域应用保持稳定，笔者预计，2018~2019年约为60万吨，77万吨，近3年复合增速21%。因此综合来看，供给增速缓于需求增速，预计2018年硫酸镍供给出现缺口，约5000吨，2019年缺口拉大至5万吨。

 

 

　　镍价自2011年3万美元/吨高位下跌至今年低位约9000美元/吨，处于长周期底部，仅有50%供给量现金成本位于目前均价1万美元/吨以下，导致近年来多家矿山关停，同时印尼禁矿与菲律宾环保限令导致镍矿供给受限，供给量不断下滑至2016年的200万吨。笔者预计，在镍价长周期底部背景下，上游供给增速有限，下游不锈钢需求低幅稳健增长，三元电池占比提升与高镍化趋势，预计2017~2018年镍供给延续供给缺口，分别约为10万吨和7万吨，镍价稳中有升。随着三元电池占比迅速提升与高镍化发展趋势，下游三元电池需求迅速增长，整体拉动下游需求快速增长，同时金属镍、红土镍矿在供给端难以形成供给压力，湿法冶炼中间品原料紧张，并且鉴于环保高标准，主要在现有产能基础上扩建，新增产能有限，硫酸镍价格上涨动力与确定性强。

 

 

　　全球精炼镍当中，约50%精炼镍供给量适合硫酸镍的生产。全球约205万吨精炼镍当中，FeNi/NPI与金属镍(镍豆、镍粉等)各占约50%，如果采用金属镍酸溶生产硫酸镍技术路径，那么有约100万吨精炼镍适合做原料，其中约39万吨是最适合的原料，包括镍豆、镍粉等，而约61万吨电镍理论上同样可以生产硫酸镍，但是酸溶速度很慢，不及镍豆酸溶速度的1/10。目前LME库存低于22万吨，其中镍豆占比约72%，约27万吨，所以若金属镍酸溶去生产硫酸镍，具备经济性条件前提下，原料供给不会是制约瓶颈。

 

　　硫酸镍的定价模式是以镍价为基准，然后再上下有个浮动值，而这个值取决于硫酸镍供需情况(相对溢价)。红土镍矿湿法冶炼中的高压酸浸HPAL法、火法冶炼中的RKEF法，成本均较高，投资大，周期长，湿法冶炼中间品供给紧张，火法冶炼目前难以形成有效供给。

 

　　红土镍矿湿法冶炼工艺当中的高压酸浸(HPAL)法可以通过高压酸浸(HPAL)生产矿浆，而后中和、洗涤及除杂后，采用硫化物沉淀(MSP)或者氢氧化物沉淀(MHP)方法生产中间品，而后进一步生产镍产品，该种方法往往投资大，周期长，工艺复杂，成本较高而售价较高，比如：一、中冶瑞木Ramu公司在巴新的湿法冶炼项目，项目建设总投资122.75亿元，从2006年底开始建设，2012年投产，历时6年时间，项目产能约为镍3.1万吨/年，钴3000吨/年，该项目直到2017年9月份，首次实现月度盈利，到扭亏为盈的转折点。二、第一量子公司也是因为盈利情况不佳，2017年关闭Ravensthorpe项目，因此湿法冶炼中间品项目经济性不佳，目前产业反馈湿法冶炼中间品采购已经紧张。而火法冶炼RKEF工艺生产镍铁，而后经过转炉吹炼工艺，生产出高冰镍，该种方式需要增加转炉吹炼工艺加上加压酸浸环节投资，万吨级别或需要追加上亿元资本开支，并且扩产周期在2年左右，所以综合来看，红土镍矿尚未构成供给压力，并且湿法冶炼中间品无增量，供给紧张。

 

 

　　硫酸镍的总体发展与电动汽车息息相关，可以说是“唇亡齿寒”的正向关系。但目前，续航里程不足是电动车推广最主要的障碍之一，解决这一问题的根本就是要技术创新，提升电池的能量密度比。而电池四大材料中，唯一能大幅提升密度的就是正极。镍含量决定了正极材料的比容量，数值越高，能量密度比越大，也因此，镍被认为可能是下一个锂或者钴。镍和锂钴有相同的逻辑，都是源于下游电动车兴起以及供给端短时间难以大规模扩产导致的供需失衡，进而引发价格暴涨。从需求端看，硫酸镍的增长主要有两个方向，一是三元电池占比提升；二是三元电池结构性升级，高镍系成为主流。二者未来两年将拉动数十万吨硫酸镍需求增长。

 

　　从供给端看，全球镍矿供给扩张有限，2018年五大镍矿巨头产出继续持平，同时红土矿因印尼和菲律宾政策限制，进口量将下行；而硫化矿国内主流厂商虽有扩产计划，但远远赶不上需求端增长，而且受限于环保压力，新建产能周期拉长，市场进入壁垒提高。

 

　　整体而言，硫酸镍价格从2017年至今上涨幅度仅为18%，而供需失衡情形正逐渐形成，一切与2015年的锂和2016年的钴爆发前的情形极为相似。

 

　　而投资方面，A股镍概念不多，最纯正的应该是格林美，另外，西部矿业和海亮股份都有参股金川集团。但上述几家公司同时还有钴矿，高镍三元电池中镍含量上升意味着钴含量下降，在镍价上涨时若钴价挺得住，会是不错的投机机会。